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常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(2)输入使能信号ENA和ENB都是弱上拉(弱上拉:用大阻值连接电源);输入信号INA和INB都是弱下拉(弱下拉:用大电阻接地),无论上拉还是下拉都是为了抗干扰作用,因为输入浮空时,信号状态不定(高或者低),输出逻辑容易出错;(1)输入信号都是带施密特触发器,利用窗口或回差电压可以防止误触发,提高抗干扰能力;2、UCC27524的功能框图如下功能框图功能块说明

电源驱动中,尤其是数字由DSP或者单片机发出的脉宽信号通常由于驱动能力和电平幅值的限制,需要进行驱动能力放大和电平变换,下面介绍一种满足这两个功能的芯片。

门极驱动芯片UCC27524的应用—PWM互锁和电平变换

1、UCC27524管脚排布及引脚功能说明

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(1)

引脚功能说明

2、UCC27524的功能框图如下

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(2)

功能框图

功能块说明

(1)输入信号都是带施密特触发器,利用窗口或回差电压可以防止误触发,提高抗干扰能力;

(2)输入使能信号ENA和ENB都是弱上拉(弱上拉:用大阻值连接电源);输入信号INA和INB都是弱下拉(弱下拉:用大电阻接地),无论上拉还是下拉都是为了抗干扰作用,因为输入浮空时,信号状态不定(高或者低),输出逻辑容易出错;

(3)逻辑单元,是判断输出状态的电路单元,用"与门"逻辑实现;

(4)电平变换单元,假设输入信号是单片机或DSP发出,一般电平都是3.3V左右,驱动后级一般是15V,因此利用电平变换单元可以实现电平变换。

3、UCC27524的应用—PWM互锁电路

(1)引言—全桥或半桥的驱动时序

如下图是常见的H桥电路(或称为全桥电路拓扑),"T1"和"T3"上管和下管结构称为半桥结构,控制中要求上管和下管驱动信号互补;"T2"和"T4"同样也是一个半桥结构,驱动控制信号同样也是互补。整个H桥"T1"和"T4"驱动信号相同,"T2"和"T4"驱动信号相同,"T1、T4"和"T2、T3"驱动信号互补。

假如任意一个半桥结构,上管和下管的信号相同,那么则会出现桥臂直通的问题。

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(3)

全桥电路拓扑

(2)针对可能出现的上下管驱动逻辑出现错误导致上管和下管(T1和T3或者T2和T4)直通,必须做上下管的互锁。

互锁,假如都为高电平开通有效,上管和下管驱动信号要进行相互制约,当上管为高电平,下管必须为低电平,反之下管为高电平,那么上管必须为低电平,形成掣肘关系,那么我们利用UCC27524如何实现电平转换和PWM信号互锁

电平转换,PWM1-IN — PWM1,只要VDD引脚供电如15V,那么当PWM1-IN和ENA输入有效时,输出电平是15V。同样PWM2-IN — PWM2,一样的道理。

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(4)

电平变换

互锁功能,上面我们已经说了互锁原理,如下图是上管和下管信号的制约电路,实质是一个非门逻辑,当PWM1-IN为高时,EN-PWM2为低,那么无论PWM2-IN什么状态,对应PWM2都是无效(低电平),只有PWM1-IN为低电平时,PWM2-IN对应输出的PWM2才有效,这就实现了完全的上管和下管的制约;第二路信号道理也相同。

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(5)

互锁逻辑

上面就是通过UCC27524使能端以及电平转换单元实现的互锁和电平转换功能。

上面实现电平转换和互锁,驱动信号当然不能直接去驱动上管和下管,因为上管是参考对系统来说是浮动的,所以还应该进过后级隔离变换才可以直接驱动。

隔离驱动方式:前面介绍过变压器隔离驱动,当然光耦也是可以进行隔离驱动的,如下是光耦示意图。

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光耦实物图

常见硬件控制电路设计(硬件电路的互锁实现)(7)

光耦电路符号

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